CN113945950B - 电子设备及深度检测装置 - Google Patents

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CN113945950B CN202111108286.1A CN202111108286A CN113945950B CN 113945950 B CN113945950 B CN 113945950B CN 202111108286 A CN202111108286 A CN 202111108286A CN 113945950 B CN113945950 B CN 113945950B
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Abstract

本申请提供了一种电子设备及深度检测装置，电子设备包括：壳体；显示屏，盖合于壳体上，显示屏包括显示模组和设于显示模组显示侧的圆偏光片，圆偏光片包括从壳体的内侧向外侧依次设置的1/4波片和线偏光片；深度检测装置，包括设于壳体内的投射器和接收器，投射器用于透过圆偏光片向外发光，投射器包括呈阵列分布的多个光源，各个光源发射出的光为偏振态相同的偏振光，偏振光的振动长轴与1/4波片的光轴平行，接收器用于接收投射器向外发射的光的反射光。本申请实施例提供的电子设备可以降低投射器发射的光透过圆偏光片后的出射光的衰减程度，使得接收器接收到的反射光的信号更强，从而使得深度检测装置确定出的深度信息更准确。

Description

电子设备及深度检测装置
技术领域
本申请涉及电子产品技术领域，特别涉及一种电子设备及深度检测装置。
背景技术
随着手机等电子设备功能的增多，前置摄像头的应用场景越来越多，例如，用于拍摄、面部辨识、对象辨识等。为了更好地实现这些功能，可以设置深度检测装置获取物体的深度信息，从而结合前置摄像头实现三维成像。其中，深度检测装置包括投射器和接收器，投射器通常包括光源阵列，光源阵列向环境中投射光线后被物体反射回接收器，接收器根据接收到的光信号确定物体的深度信息。
为了尽可能地实现无开孔超窄边框屏幕设计，以提高用户的视觉体验，深度检测装置通常设于显示屏的内侧，光源阵列发射的光线需要透过显示屏射向外界环境中。为了防止显示屏反射环境光而影响显示效果，显示屏的出光侧通常设有圆偏光片。
然而，深度检测装置的光源阵列发射出的光透过圆偏光片后，会被圆偏光片吸收50％左右，从而会使光源阵列的出射光发生较大衰减，导致接收器接收到的光信号较弱，从而使得深度检测装置确定出的深度信息误差较大。
发明内容
本申请提供一种电子设备及深度检测装置，能够降低投射器发射出的光射向外界环境时的衰减程度，从而增强接收器接收到的光信号，使得深度检测装置确定出的深度信息更准确。
第一方面，本申请提供了一种电子设备，包括：
壳体；
显示屏，盖合于所述壳体上，所述显示屏包括显示模组和设于所述显示模组显示侧的圆偏光片，所述圆偏光片包括从所述壳体的内侧向外侧依次设置的1/4波片和线偏光片；
深度检测装置，包括设于所述壳体内的投射器和接收器，所述投射器用于透过所述圆偏光片向外发光，所述投射器包括呈阵列分布的多个光源，各个所述光源发射出的光为偏振态相同的偏振光，所述偏振光的振动长轴与所述1/4波片的光轴平行，所述接收器用于接收所述投射器向外发射的光的反射光。
显示模组可以是LED显示模组、LCD显示模组、OLED显示模组、触控液晶(touchpanel-liquid crystal display，TP-LCD)显示模组、量子点显示模组等，但不限于此。
OLED显示模组因具有厚度薄、重量轻、可视角度大、响应时间快、能耗低、可弯折性好等优点，被越来越广泛地应用在手机、智能手表、平板电脑等各类电子设备上。所以，本申请实施例中的电子设备的显示模组可以是OLED显示模组，以使电子设备更轻薄、可视角度更大、续航时间更长，从而提高了电子设备的外观和使用性能，用户的使用体验更好。
上述1/4波片和线偏光片层叠设置。1/4波片和线偏光片之间可以通过光学胶粘接而贴合固定，也可以通过其他透光性较高的胶(环氧树脂胶、瞬间胶等)粘接固定，但不限于此。
上述线偏光片具有相互垂直的吸收轴与透过轴，线偏光片能吸收入射光中与吸收轴平行的分量，透过入射光中与透过轴平行的分量，入射光透过线偏光片后，能够形成偏振方向与线偏光片的透过轴平行的线偏振光。
上述1/4波片又称补偿膜或相位差膜，其功能是实现光的偏振态的转换，1/4波片具有相互垂直的快轴和慢轴，快轴和慢轴均为1/4波片的光轴。当线偏振光垂直入射1/4波片时，若线偏振光的偏振方向与1/4波片的光轴(快轴或慢轴)之间的夹角θ为45°，则出射光为圆偏振光，若线偏振光的偏振方向与1/4波片的光轴之间的夹角θ不是45°，则出射光为椭圆偏振光。
为了使环境光透过线偏光片和1/4波片后形成圆偏振光，以通过圆偏光片实现对外界环境光的反射光的完全吸收，1/4波片的光轴(快轴/慢轴)与线偏光片的透过轴之间的夹角通常为45°。
1/4波片上通常标识有快轴与慢轴的方向，线偏光片上通常标识有透过轴与吸收轴的方向，在制造圆偏光片时，可以直接根据1/4波片上所标识出的快轴与慢轴的方向、线偏光片上所标识出的透过轴与吸收轴的方向设置二者之间的相对位置，以使得1/4波片的光轴与线偏光片的透过轴之间的夹角为45°。
上述深度检测装置可以是飞行时间(time of flight，TOF)深度检测装置，也可以为3D结构光深度检测装置，但不限于此。
本申请实施例中，投射器、接收器可以安装在壳体的中框上，也可以安装在主板上，或者安装在壳体内的其他部件上。投射器和接收器可以分别与电子设备的主板电连接，主板上可以电连接有处理器，投射器、接收器可以通过主板与处理器电连接，以通过处理器对投射器的开闭状态进行控制，并通过处理器对接收器接收到的发射光信号进行处理而确定出外界物体的深度信息。
本申请实施例中，各个光源发射出的光的偏振态相同指的是：各个光源发射出的光的偏振类型相同且偏振方向相同。
光源发射出的光的类型通常包括：线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。其中，线偏振光的光矢量端点的轨迹为直线，即光矢量只沿着一个确定的方向振动。椭圆偏振光的光矢量端点的轨迹为一椭圆，即光矢量不断旋转，光矢量大小、方向随时间有规律的变化。圆偏振光的光矢量端点的轨迹为一圆，即光矢量不断旋转，其大小不变，但方向随时间有规律地变化。
线偏振光、圆偏振光也可以理解为椭圆偏振光的特殊形态，当椭圆偏振光的振动短轴振幅为0时即为线偏振光，当椭圆偏振光的振动长轴振幅与振动短轴振幅相等时为圆偏振光。
光源阵列的各个光源发射出的光可以均为偏振方向相同的线偏振光，或者均为偏振方向相同的圆偏振光，或者均为偏振方向相同的椭圆偏振光。
各个光源发射出的光的振幅可以相同，也可以不同。当各个光源发射出的光的振幅相同时，可以使投射器发射出的光的均匀性更好，从而可以更准确地对待测物体进行深度检测，投射器的结构也更简单紧凑。
偏振方向相同的线偏振光指的是：各个线偏振光的振动方向平行。振动方向平行的各个线偏振光的振幅可以相等，也可以不相等。
偏振方向相同的椭圆偏振光指的是：各个椭圆偏振光的旋向相同、振动长轴平行。各个椭圆偏振光的振动长轴振幅值可以相同，也可以不同，各个椭圆偏振光的振动短轴振幅值可以相同，也可以不相同。各个椭圆偏振光的旋向相同，可以是各个椭圆偏振光均为左旋椭圆偏振光，也可以是各个椭圆偏振光均为右旋椭圆偏振光。
偏振方向相同的圆偏振光指的是：各个圆偏振光的旋向相同。各个圆偏振光可以均为左旋圆偏振光，也可以均为右旋圆偏振光。各个圆偏振光的振幅值可以相同，也可以不同。
偏振光的振动长轴指的是：偏振光的振动方向中振幅最大的方向所在的轴线。对于线偏振光，由于其振动方向始终沿同一直线方向，所以线偏振光的振动长轴方向即线偏振光的偏振方向。对于椭圆偏振光，其在各个方向振动幅值呈椭圆变换，振幅最大的振动方向为其振动长轴的方向。对于圆偏振光，由于圆偏振光的各个偏振方向的振幅相等，所以，圆偏振光的任一直径方向均为圆偏振光的振动长轴方向。
本申请实施例提供的电子设备，由于投射器的各个光源发射出的光的偏振态相同，且光源发射出的偏振光的振动长轴与1/4波片的光轴平行，所以各个光源发射出的光通过圆偏光片的1/4波片后能够形成线偏振光，所形成的线偏振光更容易以较大比例透过圆偏光片的线偏光片，从而可以使光源透过圆偏光片后的出射光的衰减较小，使得接收器接收到的反射光的信号更强，从而使得深度检测装置确定出的深度信息更准确。
在一个可选的设计中，所述线偏光片的透过轴相对于所述1/4波片的快轴沿顺时针旋转45°，所述光源发射出的光为右旋偏振光，所述右旋偏振光为右旋椭圆偏振光或右旋圆偏振光。
可选地，当上述右旋偏振光为右旋圆偏振光，可以使得光源发射出的右旋圆偏振光透过圆偏光片后出射比例达到100％，可实现投射器发出的光透过圆偏光片后无光损出射，从而会使光源阵列的出射光不会因圆偏光片而发射衰减。
当上述右旋偏振光为右旋椭圆偏振光时，可以使得光源发射出的光透过圆偏光片后出射比例达到85％左右。
本设计可以显著提高投射器发射出的光透过圆偏光片后的光量和出射比例，提高了接收器接收到的光信号的强度，使得深度检测装置确定出的深度信息更准确。
在一个可选的设计中，所述线偏光片的透过轴相对于所述1/4波片的快轴沿逆时针旋转45°，所述光源发射出的光为左旋偏振光，所述左旋偏振光为左旋椭圆偏振光或左旋圆偏振光。
可选地，当上述左旋偏振光为左旋圆偏振光使，可以使得光源发射出的左旋圆偏振光透过圆偏光片后出射比例达到100％，可实现投射器发出的光透过圆偏光片后无光损出射。
当上述右旋偏振光为左旋椭圆偏振光时，可以使得光源发射出的光透过圆偏光片后出射比例达到85％左右。
本设计也可以显著提高投射器发射出的光透过圆偏光片后的光量和出射比例，使得深度检测装置确定出的深度信息更准确。
在一个可选的设计中，所述线偏光片的透过轴与所述1/4波片的快轴之间的夹角为45°，所述光源发射出的光为线偏振光，所述线偏振光的振动方向与所述1/4波片的光轴平行。
本设计中，投射器发射出的线偏振光的出射比例大概为71％，也可以较显著地提高透过圆偏光片后的光量和出射比例，从而提高了接收器接收到的光信号的强度，使得深度检测装置确定出的深度信息更准确。
在一个可选的设计中，所述电子设备还包括：
玻璃盖板，所述显示模组、所述圆偏光片以及所述玻璃盖板依次堆叠设置于所述壳体上。
显示屏可以是刚性屏或者折叠屏(柔性屏)。
本设计中的玻璃盖板可以对显示模组和圆偏光片起到更好地保护作用。
在一个可选的设计中，所述电子设备还包括：
摄像头，设于所述壳体内且朝向所述玻璃盖板，所述显示模组和所述圆偏光片上设有供所述摄像头接收外部光线的通孔，所述摄像头和所述深度检测装置邻近设置。
本设计中，朝向玻璃盖板的摄像头也可以称为前置摄像头。显示模组和圆偏光片上可以设置与摄像头正对的通孔可以，以便于外部光线从通孔射向摄像头，从而使摄像头可以清晰成像。
本设计中，深度检测装置和前置摄像头可以组合形成三维成像装置，深度检测装置用于获取外部物体的深度信息，前置摄像头用于获取外部物体的平面信息，处理器可以根据深度信息和平面信息形成外部物体的三维图像。
本实施例中，由于前置摄像头与深度检测装置邻近设置，前置摄像头与深度检测装置越容易更准确地对准同一个物体，从而使得生成的三维图像与实物更匹配，成像更准确。
在其他可选的设计中，也可以根据电子设备的实际需要设置摄像头和深度检测装置之间的间距，例如，摄像头和深度检测装置之间的距离也可以设置的较远，以使电子设备的结构紧凑性更好，本申请实施例不限定摄像头与深度检测装置之间的具体距离。
在一个可选的设计中，所述光源为垂直腔面发射激光器、镭射二极管、发光二极管中的任意一种。
其中，垂直腔面发射激光器因具有体积小、功耗低、光束质量高、发散角小和圆对称光场分布等优点，被越来越多地应用在投射器中，所以，本申请实施例中投射器包括的光源可以为垂直腔面发射激光器。
在一个可选的设计中，所述投射器还包括：设于所述光源的出光侧的匀光器件。
上述匀光器件用于对光源发射出的光束的能量分布进行调整，以得到匀光处理后的光束。
通过匀光处理能够使光源发射出的光束的光功率更均匀，可以防止局部光功率太小，进而避免最终得到的物体的深度图有盲点。
可选地，所述匀光器件可以为衍射光学元件。
衍射光学元件功能是将光源阵列发出的光束整形为更加均匀的光。具体的，衍射光学元件可以用于将光源阵列发出的光束整形为具有一定视角场FOV的均匀方形光源或均匀矩形光源。
本实施例通过衍射光学元件可以使得投射器投射出的光更均匀，从而可以使得深度检测的准确率更高。且光学衍射元件由于可以将光束整形为具有一定视角场的均匀形状，使得投射器投射出的光可以更准确地对准待检测物体。
可选地，上述匀光器件也可以为微透镜阵列。
上述微透镜阵列可以是微透镜扩散片，微透镜阵列能够基于几何光学实现匀光，其透射效率较高可以达到80％以上，其由一系列呈阵列分布的微透镜组成，微透镜阵列用于对光源阵列发射出的光进行整形，使得整形后的光束更加均匀，从而可以使得投射器投射出的光更均匀，使得深度检测的准确率更高。
微透镜阵列中的各个微透镜可以呈规则阵列分布，例如，各个微透镜可以呈矩形、圆形、正多边形、直线形阵列分布，每相邻两个微透镜之间的距离相等。或者，微透镜阵列中的各个微透镜可以呈不规则阵列分布，例如，各个微透镜可以呈非对称图形阵列分布，每相邻两个微透镜之间的距离不完全相等。本申请不限定微透镜阵列的具体分布方式。
在一个可选的设计中，所述光源发出的光为红外光，所述红外光的波长大于830纳米。
例如，光源发出的光的波长可以为840、900、940纳米、980纳米、1000纳米等，但不限于此。由于环境光中大于830纳米的光线的强度相对较弱，因此，当光源发出的光的波长大于830纳米时有助于降低环境光对深度检测造成的干扰，进而能够提高深度检测装置的检测准确率。
在一个可选的设计中，所述接收器包括汇聚透镜以及位于所述汇聚透镜出光侧的光电传感器。
汇聚透镜的出光侧即汇聚透镜的背对圆偏光片的一侧。
上述汇聚透镜可以包括一个，也可以包括堆叠设置的多个，汇聚透镜对光具有汇聚作用，汇聚透镜用于将投射器向外发射的光的反射光进行汇聚，从而使反射光能够更多地被接收器的光电传感器接收到，以检测到待检测物体更多的深度信息，使得深度检测更准确。
在一个可选的设计中，所述接收器还可以包括：
滤光片，设于所述汇聚透镜与所述光电传感器之间，用于过滤入射光中除红外光之外的光。
由于投射器的光源发射出的光通常为红外光，本实施方式通过滤光片将环境光中红外光之外的光过滤掉，可以减少环境光对深度检测造成的干扰，进而能够提高深度检测装置的检测准确率。
第二方面，本申请实施例还提供了一种深度检测装置，用于安装在电子设备的壳体内，其特征在于，所述深度检测装置包括：
投射器，用于透过所述电子设备的圆偏光片向外发光，所述投射器包括呈阵列分布的多个光源，各个所述光源发射出的光为偏振态相同的偏振光，当所述深度检测装置安装在所述壳体内时，所述偏振光的振动长轴与所述圆偏光片的1/4波片的光轴方向平行；
接收器，用于接收所述投射器向外发射的光的反射光。
在一个可选的设计中，所述光源为垂直腔面发射激光器、镭射二极管、发光二极管中的任意一种。
在一个可选的设计中，所述投射器还包括：设于所述光源的出光侧的匀光器件。
在一个可选的设计中，所述匀光器件为衍射光学元件或微透镜阵列。
在一个可选的设计中，所述光源发出的光为红外光，所述红外光的波长大于830纳米。
在一个可选的设计中，所述接收器包括汇聚透镜以及位于所述汇聚透镜出光侧的光电传感器。
在一个可选的设计中，所述接收器还包括：
滤光片，设于所述汇聚透镜与所述光电传感器之间，用于过滤入射光中除红外光之外的光。
由于该深度检测装置与上述电子设备包括的深度检测装置的结构相同，因此该深度检测装置给电子设备带来的技术效果与上述电子设备具有的技术效果相同，在此不再赘述。
附图说明
图1是圆偏光片的工作原理示意图；
图2是深度检测装置的光源阵列发出偏振态各异的椭圆偏振光的示意图；
图3是本申请实施例提供的电子设备的一例的整体结构示意图；
图4是图3所示的电子设备在A-A视角的剖视图；
图5是图3所示的电子设备的***示意图；
图6是图3所示的电子设备的投射器的结构示意图；
图7是图3所示的电子设备的接收器的结构示意图；
图8是图3所示的电子设备中圆偏光片的1/4波片光轴与线偏光片的透过轴之间的角度关系图；
图9是图3所示的电子设备中各个光源发出的光束通过圆偏光片的示意图；
图10是本申请实施例提供的电子设备的另一例的各个光源发出的光束通过圆偏光片的示意图；
图11是本申请实施例提供的电子设备的再一例的各个光源发出的光束通过圆偏光片的示意图；
图12是图3所示的电子设备中的光源阵列的结构示意图；
图13是本申请实施例提供的电子设备的另一例的光源阵列的结构示意图；
图14是本申请实施例提供的电子设备的再一例的光源阵列的结构示意图；
图15是本申请实施例提供的电子设备的再一例的光源阵列的结构示意图；
图16是本申请实施例提供的电子设备的再一例的光源阵列的结构示意图；
图17是本申请实施例提供的电子设备的再一例的光源阵列的结构示意图；
图18是1/4波片的光轴与左旋圆偏振光的坐标轴之间的关系示意图；
图19是当图18中θ为0°时出射线偏振光的示意图；
图20是当图18中θ为0°、且入射光为右旋圆偏振光时出射线偏振光的示意图；
图21是当图18中θ为45°时出射线偏振光的示意图；
图22是当图18中θ为45°、且入射光为右旋圆偏振光时出射线偏振光的示意图；
图23是图3所示的电子设备中光源发出的圆偏振光的旋向与1/4波片的光轴之间的对应关系图；
图24是本申请实施例提供的电子设备的另一例的光源发出的圆偏振光的旋向与1/4波片的光轴之间的对应关系图；
图25为右旋椭圆偏振光通过1/4波片后出射的线偏振光与1/4波片光轴之间的角度关系图；
图26为左旋椭圆偏振光通过1/4波片后出射的线偏振光与1/4波片光轴之间的角度关系图。
附图标记：
10、显示屏；11、圆偏光片；11a、1/4波片；11b、线偏光片；11c、通孔；12、显示模组；12a、通孔；13、玻璃盖板；
20、深度检测装置；21、投射器；211、光源阵列；211a、光源；212、匀光器件；22、接收器；221、汇聚透镜；222、光电传感器；223、滤光片；
50、摄像头；60、主板；70、壳体；71、边框、72、中框；73、后盖；80、安装板。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“侧”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于安装的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。
以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。
显示模组是具有显示功能的电子设备的必不可少的组件。随着电子产品的更新发展，出现了越来越多种类的显示模组。比如，液晶(liquid crystal display，LCD)显示模组、有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)显示模组、量子点显示模组、发光二极管(light emitting diode，LED)显示模组等等。显示模组通常具有一定的反射率。
下面以OLED显示模组为例对显示模组的反射情况进行说明。
OLED显示模组通常具有依次形成于玻璃基板上的阳极(anode)层、有机发光层和阴极(cathode)层等。阳极层的材料通常为氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)，阴极层的材料通常为镁银合金。
由于OLED显示模组的阴极层由金属材料构成，容易反射外界的环境光，其反射的环境光摄入人眼会降低显示模组的对比度，从而影响显示效果。例如，当用户在太阳底下观看屏幕上的内容时，由于阴极层对阳光的反射，导致用户无法看清屏幕内容。
为解决这一问题，可以在显示模组的显示侧贴附圆偏光片(circle polarizer，CPOL)。圆偏光片采用偏振光的原理，可有效防止外界环境光在屏幕上的反射强度。圆偏光片包括1/4(四分之一)波片以及设于1/4波片外侧的线偏光片，1/4波片外侧即1/4波片的背对显示模组的一侧。
图1是圆偏光片的工作原理示意图。如图1所示，外界环境光经过吸收轴为垂直方向的线偏光片之后，只剩一半的水平线偏振光，水平线偏振光经过1/4波片后，转换成左旋圆偏振光，左旋圆偏振光经过显示模组反射后，旋转180°变为右旋圆偏振光，右旋圆偏振光经过1/4波片后，转换成垂直线偏振光，垂直线偏振光无法通过吸收轴为垂直方向的线偏光片，无法出光，由此有效防止了外界环境光在屏幕上反射后射出。通过上述步骤，可以将外界环境光的反射光阻隔在圆偏光片内，从而大大提升了显示模组本身的对比度，提高了显示模组户外可视性能，即使在强烈的太阳光底下，也可清晰看见屏幕的内容。
随着手机、平板电脑等电子设备功能的增多，前置摄像头的应用场景越来越多，例如，用于拍摄、面部辨识、对象辨识等。为了更好地实现这些功能，可以设置深度检测装置获取物体的深度信息，从而结合前置摄像头实现三维成像。其中，深度检测装置包括投射器和接收器，投射器包括光源阵列，光源阵列向环境中投射光线后被环境中的物体反射回接收器，接收器根据接收到的反射光信号确定物体的深度信息。
为了实现电子设备的无开孔超窄边框屏幕设计，以提高用户的视觉体验，深度检测装置通常设于显示模组的内侧，显示模组的内侧即显示模组的背对显示侧的一侧，深度检测装置的投射器发射的光线需要透过显示模组以及设于显示模组外侧的圆偏光片射向外界环境中。
相关技术中，光源阵列发射出的光通常包括偏振态各异的偏振光，即光源阵列各个光源发射出的光的偏振态通常都不一样。例如，各个光源发射出的光可以包括偏振态不同的圆偏振光、椭圆偏振光和线偏振光等。这些偏振态各异的偏振光通过圆偏光片的1/4波片后，通常还为偏振态各异的偏振光，再通过圆偏光片的线偏光片时，只有垂直于吸收轴的分量能够射出，平行于吸收轴的分量会被线偏光片吸收而无法射出，所以，通过线偏光片后的出射光通常会损失50％左右。
下面，通过具体示例说明光源阵列发射出的光通过圆偏光片损失50％左右的原因。
图2是深度检测装置的光源阵列发出偏振态各异的椭圆偏振光的示意图。
如图2所示，各个光源211a发射出偏振态各异的椭圆偏振光通过圆偏光片的示意图，各光源211a发射出的光透过显示模组后偏振态保持不变，再透过圆偏光片的1/4波片后，出射光通常还是椭圆偏振光，如图2中的三束光，这三束椭圆偏振态的出射光通过线偏光片后的出射比例例如是如图2中所示的50％、65％、30％，该比例可由实验测试计算得出，此处仅以示例说明，各个不同出射比例的平均值大概为50％。出射比例指的是：通过线偏光片后的出射光强度与入射线偏光片时的入射光强度的比值。
再参考图1，当光源阵列发射出的光包括圆偏振光时，圆偏振光既包括左旋圆偏振光，又包括右旋圆偏振光，由于只有左旋圆偏振光通过1/4波片后能够完全从线偏光片射出，而右旋圆偏振光通过1/4波片后被完全吸收，所以，出射比例为50％左右。
当光源阵列发射出的光包括线偏振光时，线偏振光通过1/4波片后通常形成椭圆偏振光，椭圆偏振光通过线偏光片后出射比例通常也为50％左右。
可见，投射器的光源阵列发射出的光通过圆偏光片后，通常会被圆偏光片吸收50％左右，即损失50％左右，从而会使光源阵列的出射光发生较大衰减，导致接收器接收到的光信号较弱，从而使得深度检测装置确定出的深度信息误差较大。
针对上述问题，本申请提供了一种电子设备，通过对投射器21的各个光源211a的偏振态进行调整，能够降低投射器21发射出的光射向外界环境时的衰减程度，从而增强接收器22接收到的光信号，使得深度检测装置20确定出的深度信息更准确。
该电子设备可以是手机(例如是普通手机或者可折叠手机)、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、只能手表、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、销售终端(point of sales，POS)、车载电脑、电视等设备，但不限于此，该电子设备具有深度检测功能。
请参阅图3至图5，图3是本申请实施例提供的电子设备的一例的整体结构示意图，图4是图3所示的电子设备在A-A视角的剖视图，图5是图3所示的电子设备的***示意图。
在图3至图5中，电子设备包括：壳体70、显示屏10。显示屏10盖合安装在壳体70上。电子设备还包括设置于壳体70内部的电子元件，电子元件包括深度检测装置20、主板60、处理器、摄像头50、闪光灯、麦克风、电池等(图中仅示出部分电子元件)，但不限于此。
壳体70可以是为金属壳体，比如镁合金、不锈钢等金属壳体。此外，壳体还可以是塑胶壳体、玻璃壳体、陶瓷壳体等，但不限于此。壳体70可以包括边框71和后盖73，后盖73盖合于边框71上，壳体70内可以设有中框72。中框72可以通过粘接、卡接、螺纹连接等连接反射固定在边框71内，壳体70也可以于边框71通过注塑成型等一体成型工艺形成一体结构。中框72、后盖73与边框71之间可以形成容纳空间，上述电子元件可以设于该容纳空间内，或者，中框72上可以设有安装槽，上述电子元件可以安装在该安装槽内。
显示屏10可以包括从壳体70内侧向外侧依次堆叠设置的显示模组12、圆偏光片11和玻璃盖板13。显示屏10可以是刚性屏，也可以是折叠屏(柔性屏)。圆偏光片11将显示模组12覆盖，玻璃盖板13将圆偏光片11覆盖。玻璃盖板13可以对显示模组12和圆偏光片11进行更好地保护，防止显示模组12因外力而受损，从而使电子设备的结构可靠性更好。
显示模组12可以是LED显示模组12、LCD显示模组12、OLED显示模组12、触控液晶(touch panel-liquid crystal display，TP-LCD)显示模组12、量子点显示模组12等，但不限于此。此外，显示屏10还可以是折叠屏(柔性屏)。
其中，OLED显示模组12因具有厚度薄、重量轻、可视角度大、响应时间快、能耗低、可弯折性好等优点，被越来越广泛地应用在手机、智能手表、平板电脑等各类电子设备上。所以，本申请实施例中的电子设备的显示模组12可以是OLED显示模组12，以使电子设备更轻薄、可视角度更大、续航时间更长，从而提高了电子设备的外观和使用性能，用户的使用体验更好。
如图4、图5所示，圆偏光片11包括从壳体70的内侧向外侧依次设置的1/4波片11a和线偏光片11b，1/4波片11a和线偏光片11b层叠设置，1/4波片11a和线偏光片11b之间可以通过光学胶(optically clear adhesive,OCA)粘接而贴合固定，也可以通过其他透光性较高的胶(环氧树脂胶、瞬间胶等)粘接固定。
光学胶是一种无基体材料的双面贴合胶带，具有无色透明、高透光性(全光穿透率>99％)、高黏着力、耐高温、抗紫外线等特点，且具有受控制的厚度，能提供均匀的间距，长时间使用不会产生黄化、剥离及变质的问题。
本申请实施例中，1/4波片11a和线偏光片11b从壳体70的内侧向外侧依次设置，也就是1/4波片11a设置在显示模组12的出光侧，线偏光片11b设置在1/4波片11a的背对显示模组12的一侧。
上述线偏光片11b具有相互垂直的吸收轴与透过轴，线偏光片11b能吸收入射光中与吸收轴平行的分量，透过入射光中与透过轴平行的分量，入射光透过线偏光片11b后，能够形成偏振方向与线偏光片11b的透过轴平行的线偏振光。
上述1/4波片11a又称补偿膜或相位差膜，其功能是实现光的偏振态的转换，1/4波片11a具有相互垂直的快轴和慢轴，快轴和慢轴均为1/4波片11a的光轴。当线偏振光垂直入射1/4波片11a时，若线偏振光的偏振方向与1/4波片11a的光轴(快轴或慢轴)之间的夹角θ为45°，则出射光为圆偏振光，若线偏振光的偏振方向与1/4波片11a的光轴之间的夹角θ不是45°，则出射光为椭圆偏振光。
图8是图3所示的电子设备中圆偏光片11的1/4波片11a光轴与线偏光片11b的透过轴之间的角度关系图。为了使环境光透过线偏光片11b和1/4波片11a后形成圆偏振光，以通过圆偏光片11实现对外界环境光的反射光的完全吸收，如图8所示，1/4波片11a的光轴(快轴/慢轴)与线偏光片11b的透过轴之间的夹角通常为45°，具体的，线偏光片11b的透过轴与1/4波片11a快轴之间的夹角可以为±45°，其中，透过轴绕快轴顺时针旋转为正，逆时针旋转为负。
1/4波片11a上通常标识有快轴与慢轴的方向，线偏光片11b上通常标识有透过轴与吸收轴的方向，在制造圆偏光片11时，可以直接根据1/4波片11a上所标识出的快轴与慢轴的方向、线偏光片11b上所标识出的透过轴与吸收轴的方向设置二者之间的相对位置，以使得1/4波片11a的光轴与线偏光片11b的透过轴之间的夹角为45°。
圆偏光片11与显示模组12之间、圆偏光片11与玻璃盖板13之间可以通过胶体粘接固定，该胶体可以是光学胶，也可以是环氧树脂胶、瞬间胶等普通胶，但不限于此。
如图4、图5所示，显示屏10可以固定在中框72上。具体的，显示屏10的内表面可以通过光学胶、乳胶、环氧树脂胶等胶体粘接在中框72上，显示屏10的内表面即显示屏10朝向壳体70内腔的表面，显示屏10的内表面通常为显示模组12的朝向壳体70内腔的表面。
上述深度检测装置20可以是飞行时间(time of flight，TOF)深度检测装置20，也可以为3D结构光深度检测装置20，但不限于此。
如图3至图5所示，上述深度检测装置20包括设于壳体70内的投射器21和接收器22，投射器21用于透过圆偏光片11向外发光，投射器21包括呈阵列分布的多个光源211a，各个光源211a发射出的光为偏振态相同的偏振光，偏振光的振动长轴的方向与上述1/4波片11a的光轴方向平行，接收器22用于接收投射器21向外发射的光的反射光。
本申请实施例中，投射器21、接收器22可以安装在中框72上，也可以安装在主板60上，或者安装在壳体70内的其他部件上，本申请不具体限定。投射器21和接收器22可以分别与主板60电连接，主板60上可以电连接有处理器，投射器21、接收器22可以通过主板60与处理器电连接，以通过处理器对投射器21的开闭状态进行控制，并通过处理器对接收器22接收到的发射光信号进行处理而确定出外界物体的深度信息。
投射器21、接收器22可以通过卡接、粘接、铆接、插接、螺纹连接等连接方式固定在中框72、主板60或壳体70上，具体连接方式不限定。
具体的，如图4、图5所示，投射器21可以通过安装板80安装在中框72上。例如，安装板80上可以设有安装孔，投射器21可以固定在安装孔内，安装孔的内表面与投射器21之间可以通过点胶或注胶等方式粘接固定，投射器21也可以卡接或螺纹连接在安装孔内；再例如，投射器21也可以直接固定在安装板80的外表面上。中框72上可以设有安装槽，安装板80固定在安装槽内，从而将投射器21和接收器22固定在中框72上，或者，安装板80也可以直接固定在中框72的外表面上。接收器22的安装方式可以参考投射器21，本申请不再赘述。
本实施例可以将投射器21和接收器22都安装在安装板80上，这样，可以通过安装板80将投射器21和接收器22先组装起来，再将安装板80安装在中框72上，从而更便于深度检测装置20的安装。
本申请实施例中，投射器21、接收器22位于圆偏光片11的朝向壳体70内腔的一侧，且投射器21的投射端、接收器22的接收端朝向圆偏光片11，投射器21的投射端即投射器21发射光的一端、接收器22的接收端即接收器22用于接收外部光线的一端。
当显示屏10包括显示模组12时，投射器21、接收器22可以位于显示模组12的朝向壳体70内腔的一侧。本实施例将投射器21、接收器22设于显示模组12的内侧，无需在显示模组12和圆偏光片11上开孔，从而不会影响到显示模组12的显示面积，可以使得显示屏10的整体性更好，显示屏10显示内容的完整性也更好，从而提高了用户的视觉体验。
在一个具体实施例中，如图3至图5所示，上述摄像头50可以设于壳体70内且朝向玻璃盖板13，显示模组12上可以设有通孔12a，圆偏光片11上设有通孔11c，显示模组12上的通孔12a与圆偏光片上的通孔11c相对连通，以供摄像头50接收外部光线，摄像头50和深度检测装置20邻近设置。其中，摄像头50朝向玻璃盖板13，即摄像头50的前端(即拍摄端)朝向玻璃盖板13。
本申请实施例中，朝向玻璃盖板13的摄像头50也可以称为前置摄像头50。显示模组12和圆偏光片11上设置的通孔可以与摄像头50正对，以便于外部光线从通孔射向摄像头50，从而使摄像头50可以清晰成像。
本申请实施例中，深度检测装置20和前置摄像头50可以组合形成三维成像装置，深度检测装置20用于获取外部物体的深度信息，前置摄像头50用于获取外部物体的平面信息，处理器可以根据深度信息和平面信息形成外部物体的三维图像。
在一个具体实施例中，如图4、图5所示，前置摄像头50可以安装在上述安装板80上，以实现与深度检测装置20的邻近设置。前置摄像头50也可以直接安装在中框72上、主板60上或者壳体70上，前置摄像头50的具体安装方式不限定。
前置摄像头50与深度检测装置20邻近设置，可以是前置摄像头50与深度检测装置20之间的距离小于特定距离，该特定距离可以是1毫米～10毫米中的任意值，例如，特定距离为1毫米、2毫米、5毫米、8毫米或者10毫米等，但不限于此。前置摄像头50与深度检测装置20之间的距离可以根据电子设备的整体尺寸确定。
本实施例中，由于前置摄像头50与深度检测装置20邻近设置，前置摄像头50与深度检测装置20越容易更准确地对准同一个物体，从而使得生成的三维图像与实物更匹配，成像更准确。
摄像头50与深度检测装置20也可以独立作业，例如，需要采集物体的二维图形时使用摄像头50进行采集，需要采集物体的深度信息时使用深度检测装置20进行采集。因此，在其他实施例中，可以根据电子设备的实际结构布局设置摄像头50和深度检测装置20之间的间距，例如，摄像头50和深度检测装置20之间的距离也可以设置的较远，本申请实施例不限定摄像头50与深度检测装置20之间的具体距离和位置关系。
本申请实施例中，投射器21包括的光源211a可以为垂直腔面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL)、镭射二极管(laser diode，LD)、发光二极管(light-emitting diode，LED)中的任意一种，但不限于此。其中，VCSEL因具有体积小、功耗低、光束质量高、发散角小和圆对称光场分布等优点，被越来越多地应用在投射器21中，所以，本申请实施例中投射器21包括的光源211a可以为VCSEL。
投射器21包括的各个光源211a的类型可以相同，例如，各个光源211a均为VCSEL或者均为LED。投射器21包括的各个光源211a的类型也可以不同，例如，部分光源211a为VCSEL、部分光源211a为LD，部分光源211a为LED。本申请实施例中，各个光源211a发射出的光的偏振态相同即可，各个光源211a的具体类型不限。为了使得投射器21的结构更简单，所投射出的光更均匀，从而使得深度信息检测的准确度更好，投射器21包括的各个光源211a的类型可以相同。
投射器21包括的多个光源211a可以呈矩形阵列、圆形阵列、直线型阵列、正多边形阵列、椭圆形阵列等规则形状分布，也可以呈非对称图形阵列分布，具体分布形式不限定。呈阵列分布的各个光源211a即光源阵列211。
投射器21包括的光源211a的数量可以是10个～100个，例如，投射器21包括的光源211a的数量为10个、50个或者100个，投射器21也可以包括其他更多或更少数量的光源211a。可以理解的是，投射器21包括的光源211a的数量不宜过多，以避免投射器21的结构复杂度较高、体积较大，从而避免投射器21占用电子设备较大的空间而使得电子设备体积较大；投射器21包括的光源211a的数量也不宜过少，以避免因投射能量不足、投射光覆盖面积过小而无法准确获取到待测物体的深度信息。
光源211a发出的光可以为红外光，该红外光的波长可以为大于760纳米的任意波长，例如：800纳米、940纳米、1000纳米等，但不限于此。
在一个具体实施例中，光源211a发出的红外光的波长可以大于830纳米。例如，光源211a发出的光的波长可以为840纳米、900纳米、940纳米、980纳米、1000纳米等，但不限于此。由于环境光中大于830纳米的光线的强度相对较弱，因此，当光源211a发出的光的波长大于830纳米时有助于降低环境光对深度检测造成的干扰，进而能够提高深度检测装置20的检测准确率。
图6是图3所示的电子设备的投射器21的结构示意图。
在一种实施方式中，如图6所示，上述投射器21还可以包括：设于光源211a的出光侧的匀光器件212。其中，匀光器件212用于对光源211a发射出的光束的能量分布进行调整，以得到匀光处理后的光束。通过匀光处理能够使光源211a发射出的光束的光功率更均匀，可以防止局部光功率太小，进而避免最终得到的物体的深度图有盲点。
可选地，上述匀光器件212可以为衍射光学元件。
上述衍射光学元件(diffractive optical elements，DOE)功能是将光源阵列211发出的光束整形为更加均匀的光。具体的，DOE可以用于将光源阵列211发出的光束整形为具有一定视角场FOV(例如5°×5°的FOV)的均匀方形光源211a或均匀矩形光源211a。
本实施例通过衍射光学元件可以使得投射器21投射出的光更均匀，从而可以使得深度检测的准确率更高。且光学衍射元件由于可以将光束整形为具有一定视角场的均匀形状，使得投射器21投射出的光可以更准确地对准待检测物体。
可选地，上述匀光器件212也可以为微透镜阵列。
上述微透镜阵列可以是微透镜扩散片，微透镜阵列能够基于几何光学实现匀光，其透射效率较高可以达到80％以上，其由一系列呈阵列分布的微透镜组成，微透镜阵列用于对光源阵列211发射出的光进行整形，使得整形后的光束更加均匀，从而可以使得投射器21投射出的光更均匀，使得深度检测的准确率更高。
微透镜阵列中的各个微透镜可以呈规则阵列分布，例如，各个微透镜可以呈矩形、圆形、正多边形、直线形阵列分布，每相邻两个微透镜之间的距离相等。或者，微透镜阵列中的各个微透镜可以呈不规则阵列分布，例如，各个微透镜可以呈非对称图形阵列分布，每相邻两个微透镜之间的距离不完全相等。本申请不限定微透镜阵列的具体分布方式。
匀光器件212也可以是其他能够使光束更加均匀的器件，匀光器的具体结构不限定。
图7是图3所示的电子设备的接收器22的结构示意图。
在一种实施方式中，如图7所示，上述接收器22可以包括汇聚透镜221以及位于汇聚透镜221出光侧的光电传感器222。汇聚透镜221的出光侧即汇聚透镜221的背对圆偏光片11的一侧。
上述汇聚透镜221可以包括一个，也可以包括堆叠设置的多个，汇聚透镜221对光具有汇聚作用，汇聚透镜221用于将投射器21向外发射的光的反射光进行汇聚，从而使反射光能够更多地被接收器22的光电传感器222接收到，以检测到待检测物体更多的深度信息，使得深度检测更准确。
上述光电传感器222用于将接收到的光信号转换为电信号，以根据所转换成的电信号计算待测物体的深度信息。
处理器可以与光电传感器222电性连接，以根据光电传感器222转换成的电信号计算待测物体的深度信息。
在一种实施方式中，如图7所示，上述接收器22还可以包括滤光片223，滤光片223设于汇聚透镜221与光电传感器222之间，用于过滤入射光中除红外光之外的光。该滤光片223也可以称为红外滤光片223。
由于投射器21的光源211a发射出的光通常为红外光，本实施方式通过滤光片223将环境光中红外光之外的光过滤掉，可以减少环境光对深度检测造成的干扰，进而能够提高深度检测装置20的检测准确率。
本申请实施例中，各个光源211a发射出的光的偏振态相同指的是：各个光源211a发射出的光的偏振类型相同且偏振方向相同。
光源211a发射出的光的类型通常包括：线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。其中，线偏振光的光矢量端点的轨迹为直线，即光矢量只沿着一个确定的方向振动。椭圆偏振光的光矢量端点的轨迹为一椭圆，即光矢量不断旋转，光矢量大小、方向随时间有规律的变化。圆偏振光的光矢量端点的轨迹为一圆，即光矢量不断旋转，其大小不变，但方向随时间有规律地变化。
其中，线偏振光、圆偏振光也可以理解为椭圆偏振光的特殊形态，当椭圆偏振光的振动短轴振幅为0时即为线偏振光，当椭圆偏振光的振动长轴振幅与振动短轴振幅相等时为圆偏振光。
图9是图3所示的电子设备中各个光源211a发出的光束通过圆偏光片11的示意图。图10是本申请实施例提供的电子设备的另一例的各个光源211a发出的光束通过圆偏光片11的示意图。图11是本申请实施例提供的电子设备的再一例的各个光源211a发出的光束通过圆偏光片11的示意图。图12是图3所示的电子设备中的光源阵列211的结构示意图。图13是本申请实施例提供的电子设备的另一例的光源阵列211的结构示意图。图14是本申请实施例提供的电子设备的再一例的光源阵列211的结构示意图。图15是本申请实施例提供的电子设备的再一例的光源阵列211的结构示意图。图16是本申请实施例提供的电子设备的再一例的光源阵列211的结构示意图。图17是本申请实施例提供的电子设备的再一例的光源阵列211的结构示意图。
如图11、图16、图17所示，光源阵列211的各个光源211a发射出的光可以均为偏振方向相同的线偏振光；或者，如图9、图12、图13所示，光源阵列211的各个光源211a发射出的光可以均为偏振方向相同的圆偏振光；或者，如图10、图14、图15所示，光源阵列211的各个光源211a发射出的光可以均为偏振方向相同的椭圆偏振光。图10、图11中的线偏光片的透过轴为水平方向，倾斜线偏振光即线偏振光既不与水平的透过轴平行，也不与水平的透过轴垂直。
如图12、图14、图16所示，各个光源211a发射出的光的振幅可以相同；或者，如图13、图15、图17所示，各个光源211a发射出的光的振幅也可以不同。当各个光源211a发射出的光的振幅相同时，可以使投射器21发射出的光的均匀性更好，从而可以更准确地对待测物体进行深度检测，投射器21的结构也更简单紧凑。
偏振方向相同的线偏振光指的是：各个线偏振光的振动方向平行。其中振动方向平行的各个线偏振光的振幅可以相等，振动方向平行的各个线偏振光的振幅也可以不相等。如图11、图16所示，各个光源211a发射出的光为偏振方向平行、振幅相同的线偏振光；如图17所示，各个光源211a发射出的光为偏振方向相同、振幅不完全同的线偏振光。
本申请实施例中，偏振光的偏振方向即振动方向。
偏振方向相同的椭圆偏振光指的是：各个椭圆偏振光的旋向相同、振动长轴平行。其中，各个椭圆偏振光的振动长轴振幅值可以相同，也可以不同，各个椭圆偏振光的振动短轴振幅值可以相同，也可以不相同。各个椭圆偏振光的旋向相同，可以是各个椭圆偏振光均为左旋椭圆偏振光，也可以是各个椭圆偏振光均为右旋椭圆偏振光。
如图10、图14所示，各个光源211a发射出的光可以均为左旋椭圆偏振光，且发射出的各左旋椭圆偏振光的振动长轴平行，各个左旋椭圆偏振光的振动长轴振幅值相同、振动短轴振幅值相同。如图15所示，各个光源211a发射出的光也可以均为右旋椭圆偏振光、且振动长轴平行、振动长轴振幅与振动短轴振幅不完全相同。
偏振方向相同的圆偏振光指的是：各个圆偏振光的旋向相同。具体的，各个圆偏振光可以均为左旋圆偏振光，也可以均为右旋圆偏振光。各个圆偏振光的振幅值可以相同，也可以不同。例如，如图9、图12所示，各个光源211a发射出的光可以均为振幅相同的左旋圆偏振光，如图13所示，各个光源211a发射出的光也可以为振幅不完全相同的右旋圆偏振光。
本申请实施例中，迎着光线方向看，电矢量顺时针旋转的光称右旋偏振光，电矢量逆时针旋转的光称左旋偏振光。
偏振光的振动长轴指的是：偏振光的振动方向中振幅最大的方向所在的轴线。对于线偏振光，由于其振动方向始终沿同一直线方向，所以线偏振光的振动长轴方向即线偏振光的偏振方向。对于椭圆偏振光，其在各个方向振动幅值呈椭圆变换，振幅最大的振动方向为其振动长轴的方向。对于圆偏振光，由于圆偏振光的各个偏振方向的振幅相等，所以，圆偏振光的任一直径方向均为圆偏振光的振动长轴方向。
从上文分析可知，光源211a发射出的光透过圆偏光片11而产生的损失是由于圆偏光片11中线偏光片11b吸收所造成的。所以，为了减小光源211a发射出的光的损失，应提高光源211a发射出的、并透过1/4波片11a后的光透过线偏光片11b的比例。
下面针对光源211a发射出的不同类型的偏振光，说明偏振光的长轴与1/4波片11a的光轴平行时，透过1/4波片11a后的光从线偏光片11b射出的比例。
通过相关计算可知，对于各类型的偏振光，当偏振光的振动长轴与1/4波片11a的光轴平行时，偏振光透过1/4波片11a后的出射光为线偏振光。
首先针对光源211a发射出的光为圆偏振光的情况，对出射比例进行计算说明。出射比例指的是：通过圆偏光片11中的线偏光片11b后的出射光强度与入射线偏光片11b时的入射光强度的比值。
光源211a发射出的圆偏振光通过1/4波片11a后，能够转换成线偏振光，所转换成的线偏振光的偏振方向与1/4波片11a的光轴之间的夹角为45°。由于圆偏光片11的1/4波片11a的光轴与线偏光片11b的透过轴之间的夹角也为45°，所以，光源211a发射出的圆偏振光透过1/4波片11a后所转换成的线偏振光能够与线偏光片11b的透过轴平行，从而使得透过1/4波片11a后所转换成的线偏振光能够完全透过线偏光片11b，出射比例为100％。
图18是1/4波片11a的光轴与左旋圆偏振光的坐标轴之间的关系示意图。图19是当图18中θ为0°时出射线偏振光的示意图。图20是当图18中θ为0°、且入射光为右旋圆偏振光时出射线偏振光的示意图。图21是当图18中θ为45°时出射线偏振光的示意图。图22是当图18中θ为45°、且入射光为右旋圆偏振光时出射线偏振光的示意图。
图18中x、y坐标系为圆偏振光对应的坐标系。下面，利用琼斯(Jones)矩阵计算圆偏振光通过1/4波片11a后的偏振态。
如图18所示，以入射1/4波片11a的光为左旋圆偏振光为例，其光矢量的琼斯矩阵可表示为：
公式(1)中，A、B分别表示左旋圆偏振光的在x轴、y轴上的分量，i表示虚数。
如图18所示，设1/4波片11a的快轴与水平x轴之间成θ夹角，y轴为竖直轴，光经过1/4波片11a所产生的相位差为入射圆偏振光在1/4波片11a快轴、慢轴上的分量可表示为:
入射圆偏振光从1/4波片11a出射时，需要考虑在1/4波片11a快轴、慢轴上的分量的相对相位延迟，于是考虑相对延迟后Aξ、Bη分别变为A'ξ＝Aξ、B'η＝Bηeiδ，即：
A'ξ、B'η两个分量再分别在x轴、y轴上投影，得到出射光琼斯矢量分别在x轴、y轴上的两个分量，可表示为：
即：
整理后1/4波片11a的琼斯矩阵可表示为：
对于1/4波片11a，带入1/4波片11a的琼斯矩阵可得：
当θ取0°时，代入公式(7)可得：
公式(5)也可表示为：
将公式(8)带入公式(9)得到：
由于矩阵表示一个与x轴成-45°夹角的线偏振光，即/>表示一个与1/4波片11a的快轴成-45°夹角的线偏振光。因此，如图19所示，当θ取0°、入射光为左旋圆偏振光时，通过1/4波片11a后的出射光为与1/4波片11a的快轴成-45°夹角的线偏振光。
本申请实施例中，线偏振光与1/4波片11a快轴间的夹角，即线偏振光相对于1/4波片11a快轴旋转所形成的小于90度的夹角，其中，线偏振光相对于快轴顺时针旋转为正，逆时针旋转为负。
如图所示，当θ取0°、入射光为右旋圆偏振光时，通过1/4波片11a后的出射光为与x轴成45°夹角的线偏振光，即出射的线偏振光与1/4波片11a快轴角度成45°夹角。具体推算过程参考左旋圆偏振光，此处不再详述。
若θ取45°、入射光为左旋偏振光，代入公式(7)可得：
将公式(11)代入公式(9)可计算出：
由于矩阵表示一个沿y轴的线偏振光，即/>表示一个与1/4波片11a的快轴成-45°夹角的线偏振光，具体推算过程参考左旋圆偏振光，此处不再详述。
因此，如图21所示，若θ取45°、入射光为左旋圆偏振光，通过1/4波片11a后的出射光为沿y轴的线偏振光，即出射的线偏振光与1/4波片11a快轴呈-45°夹角。
如图22所示，若θ取45°、入射光为右旋圆偏振光，通过1/4波片11a后的出射光为沿x轴的线偏振光，即出射的线偏振光与1/4波片11a快轴呈45°夹角。具体推算过程参考左旋圆偏振光，此处不再详述。
通过计算可知，当θ取0°与45°以外的角度时，若入射光为左旋圆偏振光，通过1/4波片11a后的出射光为与1/4波片11a快轴呈-45°夹角的线偏振光，若入射光为右旋圆偏振光，通过1/4波片11a后的出射光为与1/4波片11a快轴呈45°夹角的线偏振光。θ取不同角度的计算过程可以参考上述计算过程，此处不再赘述。
综上可知，左旋圆偏振光通过1/4波片11a后形成的线偏振光与1/4波片11a快轴成-45°夹角，右旋圆偏振光通过1/4波片11a后形成的线偏振光与1/4波片11a快轴成45°夹角。也就是说，当圆偏振光通过1/4波片11a后，能够生成与1/4波片11a快轴成±45°夹角的线偏振光,即能够生成与1/4波片11a光轴成45°夹角的线偏振光。
而圆偏光片11的1/4波片11a的光轴与线偏光片11b的透过轴之间的夹角为45°，所以，可以通过调整圆偏光片11中线偏光片11b透光轴相对于1/4波片11a的夹角正负情况(并不破坏圆偏光片11本身具有的1/4波片11a光轴与线偏振片透过轴成45°夹角的特性)，或者通过调整光源211a发射出的圆偏振光的旋向，使得光源211a发射出的圆偏振光经1/4波片11a调制后出射的线偏振光的偏振方向与线偏光片11b的透光轴平行，即可实现无光能损失出射，即出射比例为100％。
图23是图3所示的电子设备中光源211a发出的圆偏振光的旋向与1/4波片11a的光轴之间的对应关系图。图24是本申请实施例提供的电子设备的另一例的光源211a发出的圆偏振光的旋向与1/4波片11a的光轴之间的对应关系图。
具体的，如图24所示，当线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴沿顺时针旋转45°，即线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴转过的角度为45°时，光源211a发射出的光为右旋圆偏振光。如图23所示，当线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴沿逆时针旋转45°，即线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴转过的角度为-45°时，光源211a发射出的光为左旋圆偏振光。按照这一对应关系设置，可以使得光源211a发射出的圆偏振光透过圆偏光片11后出射比例达到100％，可实现透过圆偏光片11后无光损出射，从而会使光源阵列211的出射光不会因圆偏光片11而发射衰减，提高了接收器22接收到的光信号的强度，使得深度检测装置20确定出的深度信息更准确。
下面针对光源211a发射出的光为椭圆偏振光的情况，对出射比例进行计算说明。
通过相关计算可知，当光源211a发射出的光为椭圆偏振光，且椭圆偏振光的振动长轴与1/4波片11a的光轴(快轴或慢轴)平行时，经过1/4波片11a后的出射光为线偏振光。具体的，可以通过琼斯矩阵进行计算，具体计算过程此处不再赘述。
图25为右旋椭圆偏振光通过1/4波片11a后出射的线偏振光与1/4波片11a光轴之间的角度关系图，图26为左旋椭圆偏振光通过1/4波片11a后出射的线偏振光与1/4波片11a光轴之间的角度关系图，图25与图26中椭圆偏振光的振动长轴与1/4波片11a的快轴平行。
如图25所示，右旋椭圆偏振光通过1/4波片11a后出射的线偏振光与1/4波片11a的慢轴之间的夹角θ＝arctan(a/b)，其中，a、b分别为光源211a发射出的右旋椭圆偏振光的长轴振幅值、短轴振幅值。由于椭圆的a与b的值不相等，所以θ的度数不等于45°，而线偏光片11b的透过轴与1/4波片11a的光轴之间的夹角为45°，所以，右旋椭圆偏振光经过1/4波片11a后出射的线偏振光的振动方向与线偏光片11b的透过轴不平行。
当线偏光片11b的透过轴为如图25所示的水平方向时，即透过轴经过1/4波片11a后出射的线偏振光为倾斜线偏振光，倾斜线偏振光会有一部分分量无法通过线偏光片11b射出，倾斜线偏振光通过线偏光片11b射出的光强可以表示为出射比例为cos(θ-π/4)，出射比例的值具体与θ有关，也就是与光源211a发射出的左旋椭圆偏振光的长轴振幅值与短轴振幅值之比有关。
θ的取值范围为(π/4，π/2)，cos(θ-π/4)在(π/4，π/2)范围内为递减函数，当θ＝π/4时出射比例最大为1，当θ＝π/2时出射比例最小为0.707，所以出射比例平均大概为0.85，即85％左右。可见，当光源211a发射出的右旋椭圆偏振光的振动长轴与1/4波片11a的快轴平行、线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴之间的夹角为45°时，右旋椭圆偏振光透过1/4波片11a所生成的线偏振光通过线偏光片11b的出射比例平均大概为85％左右。
如图26所示，当光源211a发射出的左旋椭圆偏振光的振动长轴与1/4波片11a的快轴平行、线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴之间的夹角为-45°时，左旋椭圆偏振光透过1/4波片11a所生成的线偏振光通过线偏光片11b的出射比例平均也大概为85％左右。具体计算过程可以参考图25中的右旋偏振光，此处不再赘述。
椭圆偏振光的振动长轴平行于1/4波片11a的慢轴时的出射比例与平行于1/4波片11a的快轴时的出射比例相同，计算方式可以参考平行于快轴时的相关计算，此处不再赘述。
通过以上分析可见，当椭圆偏振光的振动长轴与圆偏光片11的1/4波片11a的光轴平行时，椭圆偏振光通过1/4波片11a能够形成线偏振光，形成的线偏振光通过圆偏光片11的线偏光片11b后，出射比例大概在85％左右，出射比例较高。
具体的，当椭圆偏振光的振动长轴与圆偏光片11的1/4波片11a的光轴平行时，若线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴沿顺时针旋转45°，即线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴转过的角度为45°时，光源211a发射出的光为右旋椭圆偏振光；若线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴沿逆时针旋转45°，即线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴转过的角度为-45°时，光源211a发射出的光为左旋椭圆偏振光。按照这一对应关系设置，可以使得光源211a发射出的椭圆偏振光透过圆偏光片11后出射比例达到85％左右，显著提高了透过圆偏光片11后的光量和出射比例，从而提高了接收器22接收到的光信号的强度，使得深度检测装置20确定出的深度信息更准确。
可见，对于圆偏振光和椭圆偏振光，按照以下方式设置可以显著提高透过圆偏光片11后的光量和出射比例：当线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴沿顺时针旋转45°时，光源211a发射出的光为右旋偏振光；当线偏光片11b的透过轴相对于1/4波片11a的快轴沿逆时针旋转45°时，光源211a发射出的光为左旋偏振光。
下面针对光源211a发射出的光为线偏振光的情况，对出射比例进行计算说明。
当光源211a发射出的线偏振光与1/4波片11a的光轴平行时，线偏振光透过1/4波片11a后还为振动方向不变的线偏振光，由于圆偏光片11的线偏光片11b与1/4波片11a的光轴之间的夹角为45°，所以，线偏振光在线偏光片11b的透过轴上的分量比例为即71％，所以出射比例大概为71％。
可见，当光源211a发射出的光为线偏振光，且发射出的线偏振光的偏振方向与1/4波片11a的光轴平行时，也可以较显著地提高透过圆偏光片11后的光量和出射比例，从而提高了接收器22接收到的光信号的强度，使得深度检测装置20确定出的深度信息更准确。
从以上分析可以看出，当光源211a发射出的偏振光的振动长轴与1/4波片11a的光轴平行，且投射器21的每个光源211a发射出的光的偏振态相同时，能够使得出射比例得到较大幅度的提升，当光源211a发射出的为线偏振光时，出射比例能够提高到71％左右，当光源211a发射出的为椭圆偏振光时，出射比例能够提高到85％左右，当光源211a发射出的为圆偏振光时，出射比例能够提高到100％，这样，大大降低了深度检测装置20的投射器21发射出的光透过圆偏光片11后的出射光的衰减率，使得投射器21射向外界环境中的光的能力更高，接收器22接收到的光信号更轻，从而使得深度检测装置20确定出的深度信息更准确。
本申请实施例提供的电子设备，由于投射器21的各个光源211a发射出的光的偏振态相同，且光源211a发射出的偏振光的振动长轴与1/4波片11a的光轴平行，所以各个光源211a发射出的光通过圆偏光片11的1/4波片11a后能够形成线偏振光，所形成的线偏振光更容易以较大比例透过圆偏光片11的线偏光片11b，从而可以使光源211a透过圆偏光片11后的出射光的衰减较小，使得接收器22接收到的反射光的信号更强，从而使得深度检测装置20确定出的深度信息更准确。
本申请实施例还提供了一种深度检测装置，用于安装在电子设备的壳体70内，深度检测装置包括：投射器和接收器22。
投射器用于透过电子设备的圆偏光片11向外发光，投射器包括呈阵列分布的多个光源211a，各个光源211a发射出的光为偏振态相同的偏振光，当深度检测装置安装在壳体70内时，偏振光的振动长轴与圆偏光片11的1/4波片11a的光轴方向平行；接收器22用于接收投射器向外发射的光的反射光。
在一种实施方式中，上述光源211a可以为垂直腔面发射激光器、镭射二极管、发光二极管中的任意一种，但不限于此。
在一种实施方式中，上述投射器还可以包括：设于光源211a的出光侧的匀光器件212。
在一种实施方式中，匀光器件212可以为衍射光学元件或微透镜阵列。
在一种实施方式中，光源211a发出的光可以为红外光，红外光的波长大于830纳米。
在一种实施方式中，接收器22可以包括汇聚透镜221以及位于汇聚透镜221出光侧的光电传感器222。
在一种实施方式中，接收器22还可以包括：设于汇聚透镜221与光电传感器222之间的滤光片223，滤光片223用于过滤入射光中除红外光之外的光。
由于该深度检测装置与上述电子设备包括的深度检测装置的结构相同，因此该深度检测装置给电子设备带来的技术效果与上述电子设备具有的技术效果相同，在此不再赘述。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：
壳体(70)；
显示屏(10)，盖合于所述壳体(70)上，所述显示屏(10)包括显示模组(12)和设于所述显示模组(12)显示侧的圆偏光片(11)，所述圆偏光片(11)包括从所述壳体(70)的内侧向外侧依次设置的1/4波片(11a)和线偏光片(11b)；
深度检测装置(20)，包括设于所述壳体(70)内的投射器(21)和接收器(22)，所述投射器(21)用于透过所述圆偏光片(11)向外发光，所述投射器(21)包括呈阵列分布的多个光源(211a)，各个所述光源(211a)发射出的光为偏振态相同的偏振光，所述偏振光的振动长轴与所述1/4波片(11a)的光轴平行，所述接收器(22)用于接收所述投射器(21)向外发射的光的反射光；
所述线偏光片(11b)的透过轴相对于所述1/4波片(11a)的快轴沿顺时针旋转45°，所述光源(211a)发射出的光为右旋圆偏振光，且所述光源(211a)发出的光为红外光，所述红外光的波长大于830纳米；
所述光源(211a)发射出的光的振幅相同；
所述投射器(21)还包括：设于所述光源(211a)的出光侧的匀光器件(212)，所述匀光器件(212)为呈规则阵列分布的微透镜阵列，且每相邻两个微透镜之间的距离相等。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述线偏光片(11b)的透过轴相对于所述1/4波片(11a)的快轴沿逆时针旋转45°，所述光源(211a)发射出的光为左旋偏振光，所述左旋偏振光为左旋椭圆偏振光或左旋圆偏振光。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述线偏光片(11b)的透过轴与所述1/4波片(11a)的快轴之间的夹角为45°，所述光源(211a)发射出的光为线偏振光，所述线偏振光的振动方向与所述1/4波片(11a)的光轴平行。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：
玻璃盖板(13)，所述显示模组(12)、所述圆偏光片(11)以及所述玻璃盖板(13)依次堆叠设置于所述壳体(70)上。
5.根据权利要求4任所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：
摄像头(50)，设于所述壳体(70)内且朝向所述玻璃盖板(13)，所述显示模组(12)和所述圆偏光片(11)上设有供所述摄像头(50)接收外部光线的通孔，所述摄像头(50)和所述深度检测装置(20)邻近设置。
6.根据权利要求1至5任一项所述的电子设备，其特征在于，所述光源(211a)为垂直腔面发射激光器、镭射二极管、发光二极管中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述接收器(22)包括汇聚透镜(221)以及位于所述汇聚透镜(221)出光侧的光电传感器(222)。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述接收器(22)还包括：
滤光片(223)，设于所述汇聚透镜(221)与所述光电传感器(222)之间，用于过滤入射光中除红外光之外的光。
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